Методы и средства технической диагностики

Методы диагностики технического состояния можно разделить на два принципиально отличающихся типа: разрушающие и неразрушающие. К методам разрушающего контроля обычно относят предпусковые или периодические гидравлические испытания аппаратов, а также механические испытания образцов металла, вырезанных из их элементов. При оценке технического состояния длительно проработавших аппаратов неразрушающие методы контроля обеспечивают получение наиболее существенной информации для прогнозирования ресурса их безопасной эксплуатации. Неразрушающие методы контроля предполагают применение физических методов контроля качества, не влияющих на работоспособность конструкции аппарата.

Цель неразрушающих методов контроля при изготовлении оборудования сводится к обнаружению дефектов и к постановке задачи по контролю и оценке качества материала в исходном состоянии. Неразрушающие методы контроля служат инструментом для улучшения качества конструирования и технологических процессов изготовления оборудования. При оценке ресурса безопасной эксплуатации длительно проработавшего оборудования также необходимо опираться на данные о реальной дефектности конструктивных элементов оборудования.

В настоящее время для обнаружения и идентификации дефектов используется широкий спектр методов неразрушающего контроля (НК). Современная классификация методов НК включает девять видов контроля: электрический, магнитный, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, визуально-измерительный, радиационный, акустический и проникающими веществам. По причинам конструктивного и эксплуатационного характера при диагностировании сварных аппаратов, трубопроводов, резервуаров используются, в основном, следующие методы НК: магнитный контроль; капиллярный контроль, акустический контроль (ультразвуковая дефектоскопия и толщинометрия, метод акустической эмиссии), радиационные методы (рентгеновский, гамма- и бета-излучением). При этом следует отметить, что радиационные методы применяются преимущественно на стадии изготовления аппаратов, а использование магнитного метода носит эпизодический характер. Руководящие документы по оценке текущего состояния нефтеперерабатывающего и нефтехимического оборудования предписывают использование в качестве основных методов ультразвуковой и капиллярной дефектоскопии, а остальные методы рассматривают как дополнительные.

Каждый из видов НК подразделяют на методы, отличающиеся следую­щими признаками:

- характером взаимодействия поля или вещества с объектом, определяющим соответствующие изменения поля или состояния вещества;

- параметром поля или вещества (первичным информативным параметром), измеряемым в процессе контроля;

- способом измерения параметра поля или вещества.

Ни один из методов НК не является универсальным. Каждый из них может быть использован наиболее эффективно для обнаружения определенных дефектов в заданных условиях. Например, многие из методов применимы для контроля некоторых типов материалов: радиоволновые — для радиопрозрачных диэлектрических материалов; электроемкостный — для неметаллических, плохо проводящих ток материалов; вихретоковый, электропотенциальный — для хороших электропроводников; магнитный — для ферромагнетиков; акустический — для материалов, обладающих небольшим затуханием звука соответствующей частоты, и т.д.

Чувствительность соответствующего метода НК оценивается наименьшими размерами выявляемых дефектов: для поверхностных — шириной раскрытия на поверхности детали, а также протяженностью и глубиной развития; для скрытых — размерами дефекта и глубиной его залегания. Сопоставление различных методов контроля можно проводить только в тех условиях, когда возможно при­менение нескольких методов. Перечень рекомендуемых методов НК приводится в нормативно-технических документах по технической диагностике конкретных объектов.

Для обеспечения единообразия проведения контроля в различных условиях, единства и требуемой точности получаемых результатов разработана система нормативно-технических документов. Она включает государственные стандарты, отраслевые стандарты, правила и методики контроля. В них регламентируются классификация методов НК, терминология, основные параметры средств контроля, методы и периодичность их метрологической поверки, методика проведения НК, требования к квалификации персонала и др.

Методы НК основаны на использовании физических явлений для обнаружения и определения параметров дефекта. В свою очередь неразрушающие методы контроля подразделяются на пассивные (интегральные) и активные (локальные).

К активным методам НК относятся методы, в которых измеряется изменение возбуждаемого физического поля, а к пассивным методам относятся методы, использующие свойства физического поля, возбуждаемого самым контролируемым объектом.

Локальные методы позволяют обнаружить дефект лишь на ограниченной площади, а интегральные методы способны проконтролировать весь крупногабаритный объект в целом.

Активными методами являются: визуальный и измерительный контроль, ультразвуковая дефектоскопия, магнитные, радиографические капиллярные, метод вихревых токов, электрический.

К пассивным относятся: тепловизионный, виброакустические методы и акустической эмиссии.

Рассмотрим кратко основные методы, применяемые для оценки технического состояния обоудования.